Разработка системы связей каркаса

При проектировании стального каркаса здания устраиваем 2 системы связей, по колоннам и по покрытию, которые необходимы для:

1. Пространственной работы каркаса

2. Устойчивости его сжатых элементов

3. Восприятия ветровых нагрузок и инерционных воздействий кранов

4. Обеспечения удобного и качественного монтажа элементов сооружения

Связи между колоннами

Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса и его несущую способность в продольном направлении, а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам.

Вертикальные связи между колоннами устраиваем в верхнем надкрановом ярусе и нижнем подкрановом. В состав вертикальных связей включаем подкрановые балки, которые служат распорками, расстояние между вертикальными связями не превышает 60 м. Систему связей применяем крестовую как более жесткую.

Рисунок 3 Размещение вертикальных связей (размеры в метрах)

Связи по покрытию

Связи по покрытию включают вертикальные связи между фермами, горизонтальные связи по верхним и по нижним поясам ферм. Связи по верхним поясам устраиваем для того, чтобы воспринять часть ветровой нагрузки и предотвратить от выпучивания сжатые стержни верхних поясов. Поперечные связевые фермы устраиваем в торцах и в середине здания. Связи по нижним поясам устанавливаем для восприятия ветровых и крановых нагрузок продольного и поперечного направления. Дополняем связи контурными связевыми фермами, предназначенными для восприятия горизонтальных тормозящих усилий кранов.

Рисунок 4 Горизонтальные связи по верхним поясам ферм( шаг ферм 12м)

Рисунок 5 Горизонтальные связи по нижним поясам ферм (шаг ферм 12м)

Расчет поперечной рамы каркаса

При расчете поперечной рамы будет использоваться упрощенная расчетная схема. Шарнирное сопряжение ригеля с колонной, жесткое сопряжение колонны с фундаментом. Крайние ряды каркаса имеют ступенчатые колонны, в которых центры тяжести верхней и нижней части расположены не на одной оси, и поэтому стойка рамы имеет горизонтальный уступ,

равный расстоянию между геометрическими осями колонн.

Рисунок 6 Расчетная схема рамы:

D–вертикальное давление колеса крана;

Т –торможение тележки крана;

Gпбр –вес подкрановой балки с рельсом;

hв –верхняя часть колонны;

hн –нижняя часть колонны;

Ц.Т.-центр тяжести сечения;

e0 -эксцентриситет

Для определения размера уступа колонны и моментов инерции сечения нижнего и верхнего участков колонн и ригеля нужно знать их сечения, которые не известны нам в данный момент. Поэтому при установлении расчетной схемы рамы используют данные проектирования аналогичных сооружений, или делают упрощенный предварительный расчет рамы с подбором сечений, и на основе этого устанавливают требуемые величины. По опыту проектирования производственных зданий известно, что расстояние между центрами тяжести сечения верхнего и нижнего участков колонны

Определим расстояние е0 между центрами тяжести верхнего и нижнего участка колонн крайнего ряда:

Для статического расчета рымы достаточно знать только соотношение моментов инерции элементов рамы, а не их абсолютные значения. Эти соотношения можно принять в пределах ,,

где ,и- соответственно моменты инерции нижней и верхней части ступенчатой колонны и ригеля.